CN103291428A - 无干扰排气传感器监控 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于监控连接在发动机排气中的排气传感器的方法。在一个实施例中，该方法包括根据在命令的空气-燃料比变化期间收集的一组排气传感器响应的每个采样的时间延迟和线长度，指示排气传感器变差。以这种方式，可以以非侵入的方式利用稳健参数监控排气传感器。

Description

无干扰排气传感器监控

技术领域

本发明涉及机动车辆中的排气传感器。

背景技术

排气传感器可以设置在车辆的排气系统中以检测从车辆内燃机排出的排气的空气/燃料比。该排气传感器读数可以用来控制内燃机的运行以推动车辆。

排气传感器的变差可以引起发动机控制变差，这可以导致增加排放物和/或降低车辆的操纵性能。因此，排气传感器变差的精确确定可以减少基于来自变差的排气传感器的读数的发动机控制的可能性。具体说，排气传感器可以呈现六种独立类型的变差行为。这些变差行为类型可以分类为仅仅影响稀到浓或浓到稀排气传感器响应速率的非对称型变差（例如，浓到稀（rich-to-lean）非对称延迟、稀到浓（lean-to-rich）非对称延迟、浓到稀非对称过滤器、稀到浓非对称过滤器），或既影响稀到浓又影响浓到稀排气传感器响应速率的对称型变差（例如，对称的延迟、对称的过滤器）。延迟型变差行为可以与排气传感器对排气成分的变化的初始反应有关，而过滤器型变差行为可以与对从浓到稀或从稀到浓的排气传感器输出的转变的初始排气传感器响应之后的持续时间有关。

早先的监控排气传感器的变差的方法，具体说识别六种变差行为的其中一种或多种依赖于干扰数据（intrusive data）收集。也就是，发动机可以有意地用一个或多个浓到稀或稀到浓转变运行，以监控排气传感器响应。但是，这些偏移可能被限制于不经常发生到足以精确地监控传感器的特定的工况。而且，这些偏移可以增加以不希望的空气/燃料比运行发动机，这导致增加燃料消耗和/或增加排放物。此外，在收集的采样中大量的背景噪声的存在可以干扰传感器变差的精确确定。

发明内容

本文的发明人已经认识到上述问题并且发明一种无干扰方法，该方法利用可靠的参数确定排气传感器变差。在一个实施例中，一种监控连接在发动机排气中的排气传感器的方法，包括根据在命令的（command控制）空气-燃料比变化期间收集的一组排气传感器响应的每个采样的时间延迟的和线长度（time delay and line length）指示排气传感器变差，该变差包括非对称变差。

排气传感器时间延迟和线长度可以提供具有比早先的方法更少的噪声和更高的精确度的可靠的信号。这样做，可以提高传感器变差确定的精度。在一个例子中，命令的拉姆达（lambda）的变化可以是进入或退出减速燃料切断（deceleration fuel shut-off，即DFSO）。在进入DFSO期间，可以命令或控制发动机从理想配比运行到稀运行，而在退出DFSO期间，可以命令发动机从稀运行到理想配比运行。因此，在近似稀到浓和浓到稀转变的状态期间可以监控排气传感器时间延迟和线长度，以判断是否存在六种单独的传感器变差行为而没有干扰偏移。

通过用在DFSO期间收集的数据利用无干扰的方法确定排气传感器的变差，可以以简单的方式进行排气传感器变差监控。而且通过利用排气传感器输出确定该传感器存在七种变差行为的那种，通过响应排气传感器的具体的变差行为细化（tailor）发动机控制（例如，燃料喷射量和/或正时）可以改善闭环回路控制，以减少由于排气传感器变差引起的对车辆操纵性和/或排放物的影响。

在另一个实施例中，一种用于车辆的系统，包括具有燃料喷射系统的发动机；连接于该发动机的排气系统中的排气传感器；以及包括可执行的多个指令的控制器，对于每个进入或退出DFSO，如果在进入或退出之前不存在空气-燃料扰动，于是对于一组排气传感器响应在进入或退出期间的整个时间添加收集的拉姆达的变化；根据该组排气传感器响应的每个采样的时间延迟和线长度指示排气传感器的变差；并且根据该指示的变差调节燃料喷射量和/或正时。

在另一个实施例中，对于每个退出和进入，该指令还是可执行的，以从收集的拉姆达的变化确定时间常数并且根据该时间常数确定预计的阈值响应时间。

在另一个实施例中，该指令还是可执行的，如果预计的阈值响应时间不同于测量的阈值响应时间，以指示存在空气-燃料比扰动，并且如果预计的阈值响应时间类似于该测量的阈值响应时间，则指示不存在空气-燃料比扰动。

在另一个实施例中，时间延迟是从命令的进入或退出DFSO到拉姆达的阈值变化的一段时间，并且其中该线长度是基于在排气传感器响应期间的整个时间的拉姆达的变化。

在另一个实施例中，监控连接于发动机排气中的氧传感器的方法包括：在进入或退出DFSO期间收集一组排气传感器响应；并且根据该组排气传感器的响应，如果平均的进入或退出时间延迟其中之一超过相应的期望的进入或退出延迟，则指示非对称的延迟传感器变差；并且如果平均的进入或退出线长度其中之一超过相应的期望的进入或退出线长度，则指示非对称的过滤器传感器变差。

在另一个实施例中，该方法还包括如果平均的进入和退出时间延迟两者都超过其相应的期望的进入和退出延迟，则指示对称的延迟传感器变差。

在另一个实施例中，该方法还包括，如果平均的进入和离线长度两者都超过其相应的期望的进入和退出线长度，则指示对称的过滤器传感器变差。

在另一个实施例中，该方法还包括根据指示的传感器变差调节燃料喷射量。

在另一个实施例中，该方法还包括，对于一组排气传感器响应的每个采样，判断在进入或退出DFSO之前是否存在空气-燃料比扰动；如果存在空气-燃料比扰动，那么不包括该组排气传感器响应中的采样；并且如果不存在空气-燃料比扰动，那么包括该组排气传感器响应中的采样。

在另一个实施例中，该方法还包括如果估算的预计的阈值响应时间不同于测量的阈值响应时间，则指示存在空气-燃料比扰动；并且如果的预计的阈值响应时间类似于测量的阈值响应时间，则指示不存在空气-燃料比扰动。

本发明的上述优点和其他优点、以及特征从下面单独或结合附图的详细描述将容易变得明显。

应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式引进选择的构思，这种构思在详细描述中进一步描述。这并不意味着视为所主张主题的关键的或基本的特征，所主张主题的范围由详细描述之后的权利要求唯一地限定。而且，所主张的主题不限于解决上面指出的任何缺点的装置或本发明的任何部分。

附图说明

图1示出包括排气传感器的车辆的推进系统的实施例的示意图。

图2示出指示排气传感器的对称的过滤器型变差行为的曲线图。

图3示出指示排气传感器的非对称的浓到稀过滤器型变差行为的曲线图。

图4示出指示排气传感器的非对称的稀到浓过滤器型变差行为的曲线图。

图5示出指示排气传感器的对称的延迟型变差行为的曲线图。

图6示出指示排气传感器的非对称的浓到稀延迟型变差行为的曲线图。

图7示出指示排气传感器的非对称的稀到浓延迟型变差行为的曲线图。

图8A示出指示进入DFSO而没有空气-燃料比扰动的曲线图。

图8B示出指示进入DFSO具有空气-燃料比扰动的曲线图。

图9是说明根据本发明的实施例用于指示空气-燃料比的方法的流程图。

图10是说明根据本发明的实施例用于在DFSO期间监控空气-燃料比的方法的流程图。

图11是说明根据本发明的实施例用于指示排气传感器变差的方法的流程图。

具体实施方式

下面的描述涉及用于确定排气传感器的变差的方法。更具体地说，可以实现下面描述的系统和方法，以根据与排气传感器变差有关的六种独立类型的行为的任何一种的识别确定排气传感器变差。变差行为的识别可以在进入或退出DFSO期间进行，以在浓到稀和稀到浓转变期间无干扰地监控排气传感器响应。而且，可以检测能够干扰该监控的严重的空气-燃料比扰动，例如在进气口或从节气门变化存在燃料蒸气变化（例如，由于燃料蒸气滤罐清污），以提高变差指示的精确性。

图1示出包括排气传感器的发动机，图2-8B示出在空气-燃料比扰动的情况下包括响应的排气传感器的六种变差行为每种的期望的和变差的拉姆达。图9-11是可以由发动机进行以确定变差行为的示例性方法。

图1是示出多个汽缸的内燃机10的其中一个汽缸的示意图，该发动机10可以包括在车辆的推进系统中，在该推进系统中排气传感器126可以用来确定由该发动机10产生的排气的空气燃料比。该空气燃料比（和其他的运行参数一道）可以用于各种运行模式中的发动机10的反馈控制。发动机10可以由包括控制器12的控制系统和经由输入装置130由来自车辆操作者132的输入至少部分地控制。在这个例子中，输入装置130包括减速器踏板和用来产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室（即，汽缸）30可以包括活塞36设置在其中的燃烧室壁32。活塞36可以连接于曲轴40，因此活塞的往复运动可以转换成曲轴的旋转运动。曲轴40可以通过中间传动系统连接于车辆的至少一个驱动轮。而且起动机可以经由飞轮连接于曲轴以能够起动发动机10的运行。

燃烧室30可以经由进气通道42接收来气进气歧管44的进气并且经由排气通道48可以排出燃烧后气体。进气歧管44和排气通道48可以通过相应的进气门52和排气门54选择地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或两个以上的进气门和/或两个或两个以上的排气门。

在这个例子中，进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53每个可以包括一个或多个凸轮，并且可以利用由控制器12控制的凸轮廓线变换（CPS）、可变凸轮正时（VCT）、可变气门正时（VVT）和/或可变气门升程（VVL）系统的一个或多个，以改变气门运行。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在可选实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电子气门致动控制。例如，汽缸30可以可选地包括经由电子气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

燃料喷嘴66被示出以提供通常所说的进气道燃料喷射到燃烧室30上游的进气口中的结构设置在进气通道44中。燃料喷嘴66经由电子驱动器68与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例喷射燃料。燃料由包括燃料箱、燃料泵、和燃料轨的燃料系统（未示出）提供给燃料喷嘴66。在一些实施例中，燃烧室30可以可选地或附加地包括直接连接于燃烧室30的燃料喷嘴，以通常所说的直接喷射的方式将燃料喷射到其中。

点火系统88在选择运行模式下，响应来自控制器12的火花提前信号SA通过火花塞92为燃烧室30提供点火火花。虽然在一些实施例中示出火花点火部件，但是燃烧室30或发动机10的一个或多个其他燃烧室可以以具有或不具有点火火花的压缩点火模式运行。

排气传感器126被示出在排气控制装置70的上游连接于排气系统50的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO（通用或宽域排气氧）、双态氧传感器或EGO、HEGO（加热的EGO）、NOx、HC或CO传感器。在一些实施例中，排气传感器126可以是设置在排气系统中的多个排气传感器的第一排气传感器。例如，附加的排气传感器可以设置在排放物控制器70的下游。

排放控制装置70被示出在排气传感器126的下游沿着排气通道48设置。装置70可以是三元催化剂（TWC）、NOx收集器、各种其他的排放控制装置或其组合。在一些实施例中，排放控制装置70可以是设置在排气系统中的多个排放控制装置的第一排放控制装置。在一些实施例中，在发动机10的运行期间，排放控制装置70可以通过在特定的空气/燃料比内运行至少一个发动机汽缸周期性地重置。

在图1中控制器12被示出为常规的微型计算机，包括：微处理单元102、输入/输出端口104、用于可执行的程序和校正值的在这个具体的例子中被示为只读存储器106电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110和数据总线。控制器12被示出接收来自连接于发动机10各种信号，除了上面提到的那些信号之外，还包括：来自质量空气流传感器120的引入的质量空气流（MAF）的测量；来自连接于冷却剂套114的温度传感器112的发动机冷却液温度（ECT）；来自检测曲轴40位置的霍尔效应传感器118（或其他类型）的表面点火感测信号（PIP）；来自节气门位置传感器的节气门位置（TP）；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机速度信号RPM可以从信号PIP由控制器12产生。来自歧管压力传感器的绝对歧管压力信号MAP可以用来提供进气歧管中的真空、或压力的指示。应当指出，可以利用上述传感器的各种组合，例如MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在化学计量运行期间，MAP传感器可以给出发动机转矩的指示。而且，与检测的发动机速度一道这个传感器能够提供包括进入该汽缸中的进气（包括空气）的估算。在一个例子中，也用作发动机速度传感器的传感器118对于曲轴的每一转产生预定数量的等间隔脉冲。

而且，上面的所述信号的至少一些可以用在在下面进一步描述的排气传感器变差确定方法中。例如，发动机速度的倒数（inverse）可以用来确定与喷射-进气-压缩-膨胀-排气循环有关的延迟。作为另一个例子，该速度的倒数（或MAF信号的倒数）可以用来确定与排气从排气门54到排气传感器126的移动有关的延迟。上面所述的例子和发动机传感器信号的其他利用一道可以用来确定命令的空气燃料比变化和排气传感器响应速率之间的时间延迟。

在一些实施例中，排气传感器变差确定可以在专用的控制器140中进行。专用的控制器140可以包括处理资源142，以处理与排气传感器126的变差确定的发生（production）、校正和确认有关的信号处理。具体说，用于记录排气传感器的响应速率的采样缓冲器（例如，每个发动机组每秒产生大约100个采样）对于车辆的动力控制模块（PCM）的处理资源可能太大。因此，专用控制器140可以操作地连接于控制12，以进行排气传感器变差确定。应当指出，专用控制器140可以接收来自控制12的发动机参数信号并且在与控制器12的其他通信中可以发送发动机控制信号和变差处理信息。

应当指出，存储介质只读存储器106和/或处理资源142可以用表示由处理器102和/或用于进行下面描述的方法的专用控制器140可执行的指令的计算机可读的数据以及其他变量编程。

正如上面所讨论的，排气传感器变差可以根据六种独立的行为的任何以一个，或在一些例子中根据六种独立的行为的每个确定，该行为在浓到稀转变和稀到浓转变期间由排气传感器产生的空气/燃料比读数的响应速率的延迟表示。图2-7每个示出表示排气传感器变差行为的六种独立类型的其中之一的曲线图。这些曲线图绘出空气/燃料比（拉姆达）对时间（以秒为单位）的关系曲线。在每个曲线图中，点虚线表示可以发送给发动机部件（例如，燃料喷嘴、汽缸气门、节气门、火花塞等）的命令的拉姆达信号，以产生通过包括一个或多个稀到浓转变和一个或多个浓到稀转变的循环的空气/燃料比。在所示的图中，发动机正在进入和退出DFSO。在每个曲线图中，短划虚线表示期望的排气传感器的拉姆达响应时间。在每个曲线图中，实线表示由变差的排气传感器响应命令的拉姆达信号而产生的变差的拉姆达信号。在每个曲线图中，双箭头线表示给定的变差行为类型不同于期望的拉姆达信号。

图2示出表示可以由变差的排气传感器呈现的第一种类型的变差行为的曲线图。这个第一种类型的变差行为是对称的过滤器类型，其包括对浓到稀和稀到浓两种模式的命令的拉姆达信号的缓慢的排气传感器响应。换句话说，变差的拉姆达信号可以在期望的时间开始从浓到稀和稀到浓转变，但是响应速率可以低于期望的响应速率，这导致减少的稀和浓峰值时间。

图3示出表示可以由变差的排气传感器呈现的第二种类型的变差行为的曲线图。该第二种类型的变差行为是包括对从浓到稀空气/燃料比转变的命令的拉姆达信号的缓慢的排气传感器响应的非对称的浓到稀过滤器类型。这种行为类型可以在期望的时间开始从浓到稀的转变，但是响应速率可以低于期望的响应速率，这导致减少的稀峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为在从浓到稀的转变期间排气传感器的响应很慢（或比期望的低）。

图4示出表示可以由变差的排气传感器呈现的第三种类型的变差行为的曲线图。该第三种类型的变差行为是包括对从稀到浓空气/燃料比转变的命令的拉姆达信号的缓慢的排气传感器响应的非对称的稀到浓过滤器类型。这种行为类型可以在期望的时间开始从稀到浓的转变，但是响应速率可以低于期望的响应速率，这可以导致减少的浓峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为仅仅在从稀到浓的转变期间排气传感器的响应很慢（或比期望的低）。

图5示出表示可以由变差的排气传感器呈现的第四种类型的变差行为的曲线图。这种第四种类型的变差行为是包括对浓到稀和稀到浓两种模式的命令的拉姆达信号的延迟响应的对称的延迟类型。换句话说，变差的拉姆达信号可以在从期望的时间延迟的时间开始从浓到稀和稀到浓的转变，但是相应的转变可以以期望的响应速率发生，这导致偏移的稀和浓峰值时间。

图6示出表示可以由变差的排气传感器呈现的第五种类型的变差行为的曲线图。这种第五种类型的变差行为是包括对从浓到稀空气/燃料比的命令的拉姆达信号的延迟响应的非对称的浓到稀延迟类型。换句话说，变差的拉姆达信号可以在从期望的时间延迟的时间开始从浓到稀的转变，这种行为类型可以在从期望的（预期的）时间延迟的时间从浓到稀的转变开始，但是转变可以以期望的响应速率发生，这导致偏移的和/或减少的稀峰值时间。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为仅仅在从浓到稀的转变期间，排气传感器的响应从期望的开始时间延迟。

图7示出表示可以由变差的排气传感器呈现的第六种类型的变差行为的曲线图。该第六种类型的行为是包括对从稀到浓空气/燃料比的命令的拉姆达信号的延迟响应的非对称的稀到浓延迟类型。换句话说，变差的拉姆达信号可以在从期望的时间延迟的时间开始从稀到浓的转变，但是该转变可以以期望的响应速率发生。这种类型的行为可以认为是非对称的，因为在仅仅从稀到浓的转变期间排气传感器的响应从该期望的开始时间延迟。

应当明白，变差的排气传感器可以呈现上面所述的两种或两种以上的变差行为的组合。例如，变差的传感器可以呈现非对称的浓到稀过滤器变差行为（即图3）以及非对称的浓到稀延迟变差行为（即，图6）。

图8A和8B示出说明排气传感器对命令的进入到DFSO中的响应的曲线图。图8A示出说明在进入之前没有空气-燃料比扰动的进入到DFSO中的曲线图210。图8B示出说明在进入之前有空气-燃料比扰动的进入到DFSO中的曲线图220。回到图8A，图8A示出命令的拉姆达、期望的拉姆达和变差的拉姆达类似于关于图2-7所示的拉姆达。图8A示出浓到稀和/或对称的延迟变差，其中响应命令的空气燃料比变化的时间延迟被延迟。箭头202示出时间延迟，该时间延迟是从命令的拉姆达变化到观察到测量的拉姆达的阈值变化的时间（T₀）的一段时间。拉姆达的阈值变化可以是表示对命令的拉姆达变化的响应已经开始的小变化，例如，5%、10%、20%等。箭头204表示用于响应的时间常数（T₆₃），在一阶系统中该时间常数是从时间T₀到已经达到稳定状态响应的63%时的时间。箭头206表示从时间T₀到已经达到希望的响应的95%时的时间，在另外的情况下叫做阈值响应时间（T₉₅）。在一阶系统中阈值响应时间（T₉₅）大约等于三倍时间常数（3*T₆₃）。

从这些参数，可以确定关于排气传感器响应的各种细节。首先，由箭头202表示的时间延迟可以与期望的时间延迟进行比较以判断传感器是否呈现延迟变差行为。第二，由箭头204表示的时间常数可以用来预计T₉₅。预计的T₉₅可以与测量的T₉₅进行比较以判断在进入DFSO之前是否存在空气燃料比扰动。具体说，正如上面所说明的，时间常数表示达到希望的空气燃料比的63%的时间量，并且T₉₅可以通过该时间常数被三乘来预计。如果预计的T₉₅不等于测量的的T₉₅，这表示空气燃料比扰动，这将在下面关于图8B更详细地说明。最后，由箭头206指示的线长度可以根据在时间T₀开始的在整个响应的时间段的拉姆达的变化来确定。该线长度可以根据下面的等式确定：

回到图8B，图8B示出示出在进入DFSO期间包括空气燃料比扰动的排气传感器响应的曲线图220。类似于图8A，图8B示出命令的拉姆达、期望的拉姆达和变差的拉姆达。在208在期望的拉姆达信号中示出的空气燃料比扰动可以引起不是由控制器命令的空气燃料比的瞬时变化。空气燃料比扰动可以由燃料蒸气滤罐清污，或导致汽缸中存在的燃料的变化的其他行为，例如关闭的节气门变化引起的燃料误差引起。空气燃料比扰动也可以由进入汽缸中的空气流的瞬时变化引起。由于扰动的结果，由箭头202′表示的确定的时间延迟比图8A中的时间延迟短。这是因为刚刚在命令的进入DFSO之后拉姆达开始变化，并且因此在DFSO的命令的开始和当的拉姆达变化阈值量时之间的测量时间变短。由于变短的时间延迟的结果，由箭头204′表示的时间常数变长。而且，与图8A的线长度相比，由箭头206′表示的线长度也增加。而且，包括变差确定中的这个时间延迟和线长度可以导致不精确的变差确定。为了识别这种扰动，预计的T₉₅（3*T₆₃）可以与测量的T₉₅比较。如图8B所示，其为确定的时间常数（箭头204′）的三倍时间的T₉₅大于测量的T₉₅。如果预计的T₉₅不同于测量的T₉₅一个阈值量，例如10%，在命令的姆达变化期间收集的数据可以被放弃，减少噪声并且提高变差确定的精确性。

图9-11是示出用于监控排气空气燃料比以便判断是否存在一个或多个排气传感器变差行为的方法的流程图。排气空气燃料比可以在命令的空气燃料比变化期间，例如发动机进入或退出DFSO期间，由排气传感器确定。但是，在一些实施例中，可以监控其他的命令的空气燃料比变化，例如，由于催化剂的再生或其他行为引起的变化。在命令的AFR变化期间，当传感器响应该命令的变化时由传感器测量的拉姆达可以被收集，并且可以评估传感器的响应速率以确定用于响应的时间延迟和线长度。可以收集一组响应，并用于所有响应的时间延迟和线长度可以平均并且与期望的时间延迟和线长度进行比较。而且，由于AFR扰动可以干扰计算的时间延迟和线长度，为了提高监控的精度，可以监控AFR扰动以判断在该命令的变化之前是否发生AFR的扰动。

回到图9，根据本发明的实施例可以示出用于表示空气燃料比扰动的示例性方法300。方法300可以由诸如控制器12的车辆的控制系统和/或专用控制器140进行，以在命令的空气燃料比变化期间经由诸如传感器126的传感器监控空气燃料比。

在302，方法300包括确定发动机运行参数。发动机运行参数可以根据来自各种发动机传感器的反馈确定，并且可以包括发动机速度、负荷、空气/燃料比、温度等。而且，发动机运行参数可以在整个给定的持续时间确定，例如10秒，以便判断一些发动机工况是否变化，或发动机是否在稳态工况下运行。在304，方法300包括判断发动机是否进入或退出减速燃料切断（DFSO）。在DFSO期间，发动机运行而没有燃料喷射，同时发动机旋转并且泵送空气通过汽缸。DFSO进入和退出状态可以基于各种车辆和发动机工况。具体说，可以利用车辆速度、车辆加速、发动机速度、发动机负荷、节气门位置、踏板位置、传动装置齿轮位置以及其他各种参数其中的一个或多个的组合，以确定发动机将进入或退出DFSO。在一个例子中，该DFSO进入状态可以基于发动机速度低于阈值。在另一个例子中，该DFSO进入状态可以基于发动机负荷低于阈值。在又一个例子中，该DFSO进入状态可以基于加速器踏板位置。附加地或可选地，在一个例子中，进入DFSO中可以基于开始燃料喷射的命令的信号。在另一个例子中，DFSO事件可以根据驾驶员的给油（tip-in），车辆速度达到阈值，和/或发动机负荷达到阈值。

如果在304确定发动机不进入或退出DFSO，方法300返回到302，以继续确定发动机运行参数。如果定DFSO进入或退出状态被确，方法300进行到306以记录在DFSO进入或退出期间整个时间的拉姆达的变化。当发动机进入或退出DFSO时，命令的空气燃料比变化，和在进入或退出DFSO的转变期间由排气传感器检测的空气燃料比可以储存在控制器或专用控制器的存储器中。正如本文中所用的，术语进入和退出DFSO可以包括从当检测到命令的进入或退出的时间直到当被传感器检测的空气-燃料比达到稳态命令值的时间。

在308判断在进入或退出之前是否存在空气燃料比扰动。正如在前面所说明的，空气燃料比扰动可以，例如，由在进口中存在附加的燃料蒸气引起。这些扰动可以干扰对命令的DFSO进入或退出的排气传感器响应的控制。为了检测AFR扰动，在310，记录在命令的DFSO的开始或停止时的拉姆达。在312，记录从DFSO开始或停止，到拉姆达值已经增加阈值百分比的时间。在一个例子中，该阈值百分比可以是表示发动机正在响应命令的变化的拉姆达的合适的小变化，例如增加10%、20%等。这个时间可以叫做T₀。在314，确定时间常数（T₆₃）。正如前面已经说明的，时间常数可以是从时间T₀到达到命令的响应的63%的时间，T₉₅可以是从时间T₀到达到命令的响应的95%的时间，并且在一阶系统中等于三倍时间常数。在316，3*T₆₃与测量的T₉₅进行比较。

在318，判断3*T₆₃是否近似等于测量的T₉₅。预计的T₉₅（例如，3*T₆₃）可以从测量的T₉₅偏离一个合适的范围，例如5或10%。如果3*T₆₃与测量的T₉₅之差是大于这个范围的量，则表示该确定的T₀是对AFR扰动的响应，而不是实际的T₀响应于命令的DFSO进入或退出。因此，方法300进行到320，以指示存在AFR扰动并且放弃收集的拉姆达的变化。但是，如果3*T₆₃近似地等于测量的T₉₅，则不存在AFR扰动，并且在DFSO进入或退出期间收集的拉姆达的变化可以作为采样在322添加到一组排气传感器响应中。在320在放弃收集的拉姆达的变化之后或在322在添加收集的拉姆达值到一组响应之后，方法300退出。

图10示出用于在DFSO期间监控空气-燃料比的方法400。方法400可以由控制器12和/或专用控制器140执行。在402，方法400包括判断在一组排气传感器响应中是否已经收集阈值数目的采样。正如关于图9所说明的，采用可以在DFSO进入和退出期间收集。这些采用可以包括在排气传感器响应DFSO的命令进入或退出期间收集的拉姆达值。例如，每个采样可以包括在响应命令的进入DFSO期间收集的拉姆达值，例如，采样可以包括每10秒收集的拉姆达值，或每100秒收集的拉姆达值，等。该阈值可以是合适阈值，其平衡数据收集与精确的传感器建模，并且可以包括10个采样、20个采样等。

如果没有收集阈值数目的采样，方法400返回。如果已经收集阈值数目的采样，则方法400进行到404，以确定在DFSO进入期间收集的每个采样的期望的和测量时间延迟和线长度。测量的时间延迟和线长度可以计算成上面关于图8A和8B所描述的时间延迟和线长度。命令的空气燃料比变化和初始排气传感器响应之间的期望的时间延迟可以从若干个延迟源确定。首先，存在来自喷射-进气-压缩-膨胀-排气循环的延迟作用。这种延迟作用于发动机速度的倒数（inverse）成比例。其次，存在来自排气的从发动机汽缸的排气口到排气传感器的移动时间的延迟作用。这种延迟作用可以随着排气通道的气体的速度或空气质量流率的倒数而变化。最后，存在由施加于排气传感器信号的处理时间、过滤器、和用于过滤器排气传感器信号以改变要求的德尔塔拉姆达所需要的时间引起的延迟作用。

期望的线长度可以根据从时间延迟的结束（线长度的开始）到达到最终值的时间和可以根据通过该传感器的排气的空气质量、速度确定的最终值以及其他参数来计算。

在406，用于在DFSO退出期间收集的每个采样的期望的和测量的时间延迟和线长度可以类似于用于上面所述的用于DFSO进入的时间延迟和线长度确定。在408，所有进入测量的时间延迟被平均，所有进入测量的线长度被平均，所有进入期望的时间延迟被平均，以及所有进入期望的线长度被平均。同样，在410，退出测量的和期望的时间延迟和线长度被平均。因此，对浓到稀转变（例如，进入DFSO）和稀到浓转变（例如，退出DFSO）两者平均的测量的时间延迟、平均的测量的线长度、平均的期望的时间延迟和平均的期望的线长度被确定。

在412，根据前面计算的平均的时间延迟和线长度确定传感器变差行为类型，这将在下面参考图11更详细地描述。在414，判断传感器是否呈现至少一种类型的传感器变差。如果不呈现，方法400退出，因为传感器不变差，因此标准的发动机运行可以继续。如果呈现，方法400进行到416，以调节燃料喷射量和/或正时。为了确保适当的发动机控制以将发动机排放物和燃料经济性保持在希望的水平，如果希望，在416可以调节一个或多个发动机运行参数。这可以包括调节燃料喷射量和/或正时，并且可以包括调节基于来自变差的传感器的反馈的控制程序，以补偿识别的变差。在418，如果变差行为超过阈值，这可以指示传感器被损坏，或换句话说不能正常起作用，并且因此，可以例如通过激活故障指示灯，通知车辆操作者传感器变差。当调节运行参数和/或通知车辆操作者时，方法400退出。

图11是说明在退出和进入DFSO期间用于根据确定的和期望的时间延迟和线长度确定传感器变差的方法500的流程图。方法500可以由控制器12和/或专用传感器140执行，并且可以在上面描述的方法400的412期间执行。在502，方法500包括将测量的进入时间延迟和退出的时间延迟与期望的进入时间延迟和退出时间延迟进行比较。正如关于图10所说明的，对于进入和退出DFSO两者，可以确定平均的测量时间延迟和平均的期望的测量时间延迟。每个测量的时间延迟可以与其相应的期望的时间延迟进行比较，以确定时间延迟之差。

在504，判断进入和退出时间延迟两者是否大于其相应的期望的时间延迟阈值量。该阈值量可以是合适的量，例如5%或10%，其允许不影响车辆可操作性或排放物的排气传感器响应一定变化，并且允许期望的时间延迟的一定误差。如果进入和退出时间延迟两者都大于其相应的期望的时间延迟，在506，指示对称的延迟变差行为，并且方法进行到508。如果两者不都大于其相应的期望的时间延迟，方法500也进行到508以判断进入或退出时间延迟其中之一是否大于其相应的期望的时间延迟。如果不大于，方法500进行到512，如果大于，则方法500进行到510，以指示非对称的延迟变差。如果进入时间延迟大于期望的时间延迟，指示浓到稀延迟变差。如果退出时间延迟大于期望的时间延迟，指示稀到浓延迟变差。然后方法500进行到512。

在512，该测量的进入线长度与期望的进入线长度进行比较，并且测量的退出线长度与期望的退出线长度进行比较。在514，判断进入和退出线长度两者是否都大于其相应的期望的线长度阈值量。如果两者都大于期望的线长度阈值量，方法500进行到516，指示对称的过滤器变差，并且然后方法500进行到518。如果不都大于期望的线长度阈值量，方法500进行到518，以判断进入和退出线长度其中之一是否大于其相应的期望的线长度。

如果确定进入和退出线长度其中之一大于其相应的期望的线长度，方法500进行到520，以指示非对称的过滤器变产。如果进入线长度大于期望的进入线长度，指示浓到稀过滤器变差。如果退出线长度大于期望的退出线长度，指示稀到浓过滤器变差。然后方法500进行到522。而且，如果在518回答是“否”，则方法500进行到522，根据前面的时间延迟和线长度的比较，判断是否指示至少一个变差行为。如果指示至少一个变差行为，则方法500退出。如果没有变差被指出，方法500进行到524，以指示无变差行为，并且然后方法500退出。

因此，本文提出的方法根据在拉姆达的命令的变化期间收集的一组排气传感器响应的时间延迟和线长度提供排气传感器变差。这些命令的变化可以是进入和退出DFSO。而且，可以监控在命令的拉姆达的变化期间收集的拉姆达值，以判断在命令的拉姆达的变化之前是否存在空气-燃料比扰动。如果存在，这些收集的拉姆达值可以被放弃以便减少可以干扰（混淆）精确的变差确定的噪声。空气-燃料比扰动可以通过确定传感器响应的时间常数来确定，并且根据该时间常数估算阈值响应时间。如果估算的阈值响应时间不同于测量的响应时间，于是可以指示扰动。

应当理解，这里公开的结构和方法在性质上是示例性的，并且这些具体的实施例不被认为具有限制意义，因为许多种变化是可能的。例如，上述技术可以用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其他发动机类型。本发明的主题包括这里公开各种系统和结构，以及其他特征、功能和/或特性的所有新颖和显而易见的组合和子组合。

本文的权利要求具体指出认为是新颖的和非显而易见的一些组合及子组合。这些权利要求涉及“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不需要或也排除两个或更多的这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合及子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来主张。这些权利要求无论其范围比原权利范围更宽、更窄、相同或不同，都被认为包括在所发明的主题内。

Claims (10)

1.一种监控连接在发动机排气中的排气传感器的方法，包括：

根据在命令的空气-燃料比变化期间收集的一组排气传感器响应的每个采样的时间延迟和线长度，指示排气传感器变差。

2.根据权利要求1的方法，其中所述命令的空气-燃料比变化包括进入或退出减速燃料切断(DFSO)。

3.根据权利要求2的方法，还包括，对于所述一组排气传感器响应的每个采样，确定在进入或退出DFSO之前是否存在空气-燃料比扰动；

如果存在空气-燃料比扰动，则那个排气采样不包括在所述一组排气传感器响应中；并且

如果不存在空气-燃料比扰动，则那个采样包括在所述一组排气传感器响应中。

4.根据权利要求3的方法，其中所述时间延迟是从命令的进入或退出DFSO到拉姆达中的阈值变化的一段时间，并且其中所述线长度是基于在所述排气传感器响应期间的整个时间的拉姆达的变化。

5.根据权利要求4的方法，还包括：

如果在DFSO进入期间排气传感器响应的平均时间延迟超过期望的进入时间延迟，并且在DFSO退出期间排气传感器响应的平均时间延迟不超过期望的退出时间延迟，指示浓到稀延迟传感器变差；以及

如果在DFSO退出期间排气传感器响应的平均时间延迟超过期望的退出时间延迟，并且在DFSO进入期间排气传感器响应的平均时间延迟不超过期望的进入时间延迟，则指示稀到浓延迟传感器变差。

6.根据权利要求4的方法，还包括：

如果在DFSO进入期间排气传感器响应的平均线长度超过期望的进入线长度，并且在DFSO退出期间排气传感器响应的平均线长度不超过期望的退出线长度，指示浓到稀过滤器传感器变差；以及

如果在DFSO退出期间排气传感器响应的平均线长度超过期望的退出线长度，并且在DFSO进入期间排气传感器响应的平均线长度不超过期望的进入线长度，则指示稀到浓过滤器传感器变差。

7.根据权利要求4的方法，还包括：

如果在DFSO进入期间排气传感器响应的平均时间延迟超过期望的进入时间延迟，并且在DFSO退出期间排气传感器响应的平均时间延迟超过期望的退出时间延迟，指示对称的延迟传感器变差；以及

如果在DFSO退出期间排气传感器响应的平均线长度超过期望的退出线长度，并且在DFSO进入期间排气传感器响应的平均线长度超过期望的进入线长度，则指示对称的过滤器传感器变差。

8.根据权利要求1的方法，还包括：根据所述指示的变差调节燃料喷射量和/或正时，其中所述变差包括对稀和浓偏移的非对称的传感器响应。

9.一种用于车辆的系统，包括：

具有燃料喷射系统的发动机；

连接于所述发动机的排气系统中的排气传感器；以及

包括指令的控制器，所述指令可执行从而：

对于每个进入或退出DFSO，如果在进入或退出之前不存在空气-燃料扰动，则在进入或退出期间的整个时间添加收集的拉姆达的变化至一组排气响应；

根据所述一组排气传感器响应的每个采样的时间延迟和线长度，指示排气传感器的变差；以及

根据所述指示的变差调节燃料喷射量和/或正时。

10.根据权利要求9的系统，其中所述指令进一步可执行从而通知车辆的操作者所述指示的传感器变差是否超过阈值。

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